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日本新創 WARPSPACE 以衛星光通訊,實現地球永續

2022-10-18 11:00:00

圖片來源 - WARPSPACE

questionquestion

低軌衛星快速成長,地球觀測數據已應用在天氣預測、環境與人權保護、追蹤非法行為等。然而,要擴大應用,首要突破衛星傳輸瓶頸。日本新創公司 WARPSPACE 如何透過衛星光通訊,提供不間斷的數據中繼服務?

發生什麼事?

  • 一場俄烏戰爭,讓特斯拉執行長馬斯克創立的 SpaceX 所推動的 Starlink(星鏈)計畫,在國際打響知名度,也讓世人看到低軌衛星(LEO)在商用以外的應用。
    • 低軌衛星訊號不受山區、海上、沙漠等地形限制,可彌補 5G 與地面行動通訊未能傳輸地區,使烏克蘭得藉由低軌衛星成功聯外。(中央社
  • 隨著低軌衛星提供太空和地球通訊服務的市場崛起,衛星通訊服務商、電信公司、智慧手機製造商等國際大廠,在衛星通訊布局也陸續浮出檯面。
    • 隨著發射成本的顯著降低,利用衛星在國際間長距離傳輸數據的應用增加。SpaceX、Blue Origin 等公司的發射計劃,讓更多低軌衛星在 2022 年開始運行。根據 UCS Satellite Database 統計,截至 2022 年 5 月,全球運行中衛星有 5,465 個,其中有 74 % 的衛星為商用衛星,數量遠高於其他民間、政府、軍事衛星。(Forbes
    • SpaceX 於 2022 年 8 月宣布和電信公司 T-Mobile 合作,預計在 2023 年提供「手機直通衛星」的通訊服務,第一階段目標是讓在「行動通訊盲區」的使用者,都可以順利發送訊息和照片。(Space News
    • Apple 在 2022 年 9 月發布 iPhone 14 系列手機時,同時宣布與低軌衛星服務供應商 Globalstar 合作,將有使手機直接連接衛星的新功能「緊急 SOS」,讓使用者在無傳統行動網路覆蓋的偏遠地區時,也能發送訊息。(Reuters


太空通訊的應用與挑戰

  • 透過低軌衛星的通訊,為地球觀測帶來海量數據,現今地球圖像數量是五年前的 10 倍,並且透過人工智慧(AI)能夠有效地從這些數據找到關鍵訊息,在三個領域中帶來重大影響。(World Economic Forum) 
    • 經濟:產業數位轉型、大數據和人工智慧使運營效率更高,衛星數據可以加速這一轉變。以農業為例。農民可以使用衛星圖像來監控農地,以便及早發現問題,提高效率和收入,同時對食品系統帶來巨大影響。
    • 永續:透過衛星蒐集到的數據,是企業實踐 ESG、永續轉型的基礎。例如有 64 個熱帶國家的林業部門,正在使用地球觀測數據來遏制森林砍伐,部分地區每年對非法開墾土地的起訴數增加了 10 倍。
    • 和平與安全:俄烏戰爭即是明顯例子,商業衛星的數據,使世界更為透明,人們可以監測世界各地發生的變化。
  • 因應未來衛星數據量不斷增加,通訊上的瓶頸仍亟待解決。(SonyWARPSPACE
    • 無線電波頻率需經過申請許可流程,但可用無線電波的數量有限。
    • 因為大多數人採用無線電頻率在低軌衛星和地面之間進行通訊,但此類通訊基礎設施不夠健全下,目前還沒有辦法達到全天不間斷的通訊,導致巨大的損失。(詳見文末 WARPSPACE 執行長 Satoru Tsunemachi 訪談)
    • 針對微型衛星所需的通信設備,需滿足其低功耗需求。(Sony


如何改善衛星通訊?

  • 光通訊(Optical Communications)系統可解決射頻通訊的侷限性。不僅光通訊頻寬更大,可以發送更多數據,同時光通訊頻寬未受到監管,因此無需擔心分配問題。 (NASA
  • Sony 於 2022 年 6 月宣布成立子公司 Sony Space Communications Corporation(SSC),特別針對低軌道衛星通訊,主力開發光通訊技術。期望以光為通訊媒介,大幅縮小器材體積,更適合太空應用。
  • 日本新創公司 WARPSPACE 利用配備光通訊終端的數據中繼衛星, 24 / 7 全天候連接低軌衛星和地面站的通訊,將地球觀測的大數據從衛星傳輸到地面,可用於天氣預報、國家安全、農業或金融行業。


未來會如何?

除了太空通訊技術上的突破,就產業發展上還有哪些瓶頸待克服?一同從以下《旭時報》與  WARPSPACE 執行長 Satoru Tsunemachi 訪談來了解。


陳卓君

陳卓君 / 副總編輯

採訪寫作

張育寧

張育寧 / 總編輯

審訂

深度對談

question
WARPSPACE 的成立起源為何?您加入WARPSPACE 的機緣?

共 1 則對談

Satoru Tsunemachi(常間地 悟)

Satoru Tsunemachi(常間地 悟)

WARPSPACE 執行長

我們的董事長 Toshihiro Kameda(亀田敏弘)是 WARPSPACE 的創始人,在 2016 年創立了這家公司。在此之前,他是筑波大學系統資訊系的副教授,2011 年在大學開始了與電信衛星相關的專案,做為一個團隊,我們在該領域擁有 10 多年的經驗。從這家公司的成立開始,我就是擔任外部董事。之後我們變換了角色,在 2019 年初成為 WARPSPACE 的執行長。

我的整個職業生涯,都是做為創業者和新創公司的管理者,但我的大部分經驗是在 IT 產業,這是第一次進入太空產業。當時我成為執行長時,我發現太空產業的潛力很龐大,並且全世界都在依循類似 IT 產業的發展歷史來發展太空產業。由於開發成本下降,不僅是發射成本,而且隨著衛星等產品的尺寸變小,太空產業的衛星製造、部件和其他相關產品也隨之下降。以前,只有政府或公共組織是太空產業的客戶。但在過去的 10 年裡,情況發生了變化,現在太空產業以外其他許多類型的公司都成為了客戶。我認為,「我在 IT 產業的經驗,可以為太空產業即將發生的變化和創新做出貢獻,這就是我加入這個產業和這家公司的動力。

2022-11-20 23:34:50
question
WARPSAPCE 提供什麼解決方案來解決用戶的需求或痛點?

共 2 則對談

Satoru Tsunemachi(常間地 悟)

Satoru Tsunemachi(常間地 悟)

WARPSPACE 執行長

外太空的通信無法支撐產業的發展,因為每個人都在使用無線電頻率直接在衛星和地面之間進行通訊。大多數衛星在 400 公里至 2,000 公里的低空軌道上運行,稱為低軌(LEO,Low Earth Orbit)衛星,目前還沒有辦法從衛星直接與地面站進行 24 / 7(一天 24 小時,一周 7 天)不間斷的通訊,這會導致巨大的機會損失。因此,我們發射了配備光通訊終端的數據中繼衛星,以 24 / 7 全天候連接 LEO 衛星和地面站。

主要客戶是地球觀測的衛星運營商,需要將大數據從衛星傳輸到地面。它可用於天氣預報、國家安全、農業或金融行業。觀測數據的需求仍在增加,但專門用於此類數據的通訊基礎設施非常差,這就是我們在產業中解決的落差。一旦我們能藉由衛星和地面站之間的光鏈接提供衛星間的通訊,就可以傳輸更多數據,這足以進行下一次創新...

2022-11-20 23:34:50
question
與其他同業相比,WARPSPACE 的光鏈結通訊解決方案突破了哪些瓶頸?主要特點是什麼?

共 1 則對談

Satoru Tsunemachi(常間地 悟)

Satoru Tsunemachi(常間地 悟)

WARPSPACE 執行長

太空通訊非常複雜,需要在衛星通信、地面通信、光學等各個領域有豐富的經驗,所以很少有廠商能夠提供這種技術做為服務。儘管有 10 多家供應商在銷售衛星光通訊終端等組件,但只有 3 或 4 家廠商願意或有能力提供衛星間光通訊服務。其中一家是我們,兩個在美國,另一個在日本。目前整體生產規模有限,但需求量巨大,供需之間存在巨大差距,產業中尚無有敵意的競爭關係。即使它們可能是競爭對手,但是我們已經準備好與這些公司一同在太空產業中合作。

我們的目標是與國際組織一起參與由 SDA(Space Development Agency,太空開發署)領軍的規格標準化行動。這些標準用於通訊、介面、設計等。在這種情況下,我們有一定的競爭力。例如日本的 JAXA(宇宙航空研究開發機構) 早在 2000 年代初就進行了衛星間光通訊,我們以多種方式承接了 JAXA 的這種技術,擁有幾項其他人沒有的重要專利,這些都是我們目前的競爭力。

2022-11-20 23:34:50
question
您們的解決方案如何協助企業,實現 ESG 和永續發展的應用?

共 1 則對談

Satoru Tsunemachi(常間地 悟)

Satoru Tsunemachi(常間地 悟)

WARPSPACE 執行長

正如我之前所提到的,我們的解決方案可以防止大規模的火燒山,這顯然對永續發展、環境和自然都有幫助。正如你在烏克蘭戰爭中看到的那樣,商業衛星捕獲的大部分數據有助於揭示地面的真實情況。對於太空產業和我們的電信基礎設施而言,這將是一個很重要的議題,因為它證明我們可以為偵查世界上其他類似的非法活動做出貢獻,不僅在烏克蘭,而且可以協助任何其他在遭受類似問題的地區。它不僅可以用於軍事衝突,還可以為環境保護、人權和主要領域做出貢獻。因此,我們相信我們可以透過多種方式,為 SDGs 和 ESG 做出貢獻。

2022-11-20 23:34:50
question
大眾可能會擔心這種解決方案下的隱私是否受到妥善保護,您們如何做?

共 1 則對談

Satoru Tsunemachi(常間地 悟)

Satoru Tsunemachi(常間地 悟)

WARPSPACE 執行長

蒐集到的觀察數據並不是個人化數據,它可以偵測蒐集車輛、船舶、自行車等資料,但不能蒐集個人資料,其影像解析度還不如街邊的數位攝影機。目前的解析度為 30 至 50 cm/px,目前還無法辨識出特定的人,並非個資。此外,網路安全也很重要。我們有一些專家是從事日本國家安全的工作,同時我們的營運長也是網路安全問題和技術方面的專家,遵守日本法規以及美國等國際法規,並把此議題放在首位。

2022-11-20 23:34:50
question
目前主要客戶為哪些?如何應用您們的解決方案?

共 1 則對談

Satoru Tsunemachi(常間地 悟)

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WARPSPACE 執行長

可能在短期的 3 或 4 年內,我們的目標市場將是美國、歐洲和日本的私部門和公部門。許多衛星運營商的目標,是在 5 年內實現多顆觀測衛星,預計未來 5 年內每年將發射 300 多顆衛星。從中期來看,也許在 5 年內,我們的解決方案和服務範圍將會擴及印度和南非等國家,他們將成為我們的長期客戶。今年(2022 年) 8 月,我訪問了非洲,參加了「TICAD 8」的日非會議,結識了不少相關產業的代表,其中一些是非洲的太空機構或太空產業的新創。我可以說,非洲將是我們可以利用太空技術開發的下一個區域。

2022-11-20 23:34:50
question
目前 WARPSPACE 在美國或歐洲的合作計畫為何?

共 1 則對談

Satoru Tsunemachi(常間地 悟)

Satoru Tsunemachi(常間地 悟)

WARPSPACE 執行長

我們已經在美國(華盛頓特區)設了辦公室,並計畫進一步加強我們與美國私人和政府組織的關係。

我們還計劃在今年會計年度末,開設歐洲辦公室,主要是因為我們的大多數供應商都位於歐洲。基於這個原因,為了建立穩固的關係並迅速提供支援,我們目前正在推動建立歐洲基地,目前正在尋找人才,以加強我們的開發能力。

由於這些美國和歐洲組織開始採取行動,因此增加曝光率並參與最前端趨勢發展,對我們來說至關重要。

2022-11-20 23:34:50
question
您們在推動解決方案時,遇到了哪些挑戰?如何解決?

共 2 則對談

Satoru Tsunemachi(常間地 悟)

Satoru Tsunemachi(常間地 悟)

WARPSPACE 執行長

在這兩、三年內、證明我們在外太空的能力之前,募資會是一個非常大的挑戰。我們在中地球軌道 (Medium Earth Orbit,MEO)上的第一顆衛星將在 2024 年或 2025 年上半年發射,有一些投資者在衛星發射前已相信我們的能力,讓我們已籌資了 800 萬美元,但我們還需要更多資金。我們目前正在募資,目標是明年初結束,以確保第一個衛星星系(satellite constellation)的預算。在本輪募資之後,我們或許可以尋找像美國或歐洲這樣的國際投資者,例如在華盛頓特區舉行了美國發布會,以加強關係,特別是與美國政府和商業部門的聯繫...

2022-11-20 23:34:50
question
就您的觀察,目前太空產業發展面臨的主要挑戰是什麼?

共 1 則對談

Satoru Tsunemachi(常間地 悟)

Satoru Tsunemachi(常間地 悟)

WARPSPACE 執行長

這是一個非常好的問題,目前整體產業有很多挑戰。一是儘管日本的投資者在投資太空產業,尤其是太空新創公司,變得比以往任何時候都更加成熟,但我認為這對太空產業來說還不夠,對其他科技行業也是如此,他們正退出新創公司的評估,在太空新創公司的投資規模不如美國或歐洲那麼多,這會是日本太空產業要能進一步發展的問題。二是產業人力資源的靈活性。日本太空產業的從業人員人數約為 8,000 人,非常小而且不太有彈性。這不僅是太空產業的特殊情況,也是日本整體產業的情況。第三,大多數日本人不會說或不願意說英語,尤其是太空產業的工程師,主因是日本的太空產業過去只接政府單位來的專案項目。

2022-11-20 23:34:50
question
未來 WARPSPACE 的計劃為何?

共 2 則對談

Satoru Tsunemachi(常間地 悟)

Satoru Tsunemachi(常間地 悟)

WARPSPACE 執行長

在兩、三年內,我們將在 MEO 擁有三顆衛星,為地球軌道提供 70% 的覆蓋率,這會對產業產生很重大的影響。如果缺少衛星間的光通訊,就會遇到連接問題,因為地面站不能放置在海上。透過第一顆中繼衛星,我們將向用戶展示在軌道內,利用光通訊,達到衛星間的數據中繼,並在展示完成後開始提供「通訊即服務」(communications as services)。 2026年後,我們將根據市場成長狀況,再增加一個衛星星系。

之後我們將建造月球軌道的基礎設施。 2025 年,像阿提米絲計畫(Artemis program),這個 NASA 與國際合作的新一代登月計畫,需要月球與地球之間的高速連接。這就是 JAXA 委託我們,進行月軌內空間(cislunar)光通訊架構專案的主因...

2022-11-20 23:34:50

此次與談人

Satoru Tsunemachi(常間地 悟)

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WARPSPACE 執行長

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2022-09-07 10:30:00

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